Rohrwanddicke für Innendruck berechnen

Wie wird die Rohrwanddicke berechnet?

Innendruck beansprucht die Rohrwand in Umfangsrichtung. Die einfachste Beziehung ist die Formel nach Barlow: t = P × D / (2 × S). Dabei ist P der Innendruck, D der Außendurchmesser und S die zulässige Werkstoffspannung. Für Prozessrohrleitungen beschreibt ASME B31.3 denselben Zusammenhang genauer:

t = P × D / (2 × (S × E × W + P × Y))

E ist der Gütefaktor der Längsschweißnaht, W der Abminderungsfaktor der Schweißnahtfestigkeit bei erhöhter Temperatur und Y ein von Werkstoff und Temperatur abhängiger Beiwert.

Zuschläge und Toleranz

Die Formel liefert nur die für den Druck erforderliche Wanddicke. Korrosionszuschlag, Erosionszuschlag und Gewindezuschlag werden addiert: tm = t + c. Da Rohre dünner als der Nennwert hergestellt werden dürfen, wird auch die Fertigungstoleranz berücksichtigt: Tmin = tm / (1 − Toleranz). Normen für nahtlose Rohre setzen häufig 12,5 % an.

Beispiel

Ein nahtloses Rohr hat 168,3 mm Außendurchmesser, 40 bar Auslegungsdruck, 138 MPa zulässige Spannung, E = 1 und Y = 0,4. Die für den Druck erforderliche Wanddicke beträgt 4 × 168,3 / (2 × 139,6) = 2,41 mm. Mit 1,5 mm Korrosionszuschlag ergeben sich 3,91 mm. Bei 12,5 % Toleranz beträgt die Mindestnennwanddicke 4,47 mm. Aus der Normtabelle wird die nächstgrößere Wanddicke gewählt.

Grenzen

Der Rechner deckt nur gerade Rohre unter Innendruck ab. Geben Sie die zulässige Spannung aus der Tabelle des Regelwerks ein. Biegung, Wärmeausdehnung, Außendruck, Rohrbogen, Abzweige und Flanschdruckstufen werden gesondert geprüft. Die endgültige Auslegung obliegt einer qualifizierten Ingenieurfachkraft.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die Rohrwanddicke in mm?

Mit der Druckbeziehung in der Form eines Regelwerks für Prozessrohrleitungen ergeben sich beispielsweise 2,411 mm Wanddicke für Innendruck und 4,47 mm Mindestnennwanddicke bei 40 bar, 168,3 mm Außendurchmesser, 138 MPa Spannung, 1,5 mm Zuschlag und 12,5 % Toleranz. Die Faktoren E, W und Y sowie die Spannung sind Beispielwerte und müssen anhand der Tabellen geprüft werden. Dieses vorläufige Ergebnis ist keine genormte Rohrwanddicke und berücksichtigt keinen Außendruck.

Mit diesen Werten berechnen